电化学元件用功能层、带电化学元件用功能层的间隔件及电化学元件制造技术

本发明专利技术提供了一种涉及工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层的技术。功能层包含无机颗粒和颗粒状聚合物。关于该功能层，在俯视功能层的表面时，无机颗粒在每单位面积的功能层的表面所占的面积的比例超过90％，颗粒状聚合物的体积平均粒径为1.0μm以上且10.0μm以下，且颗粒状聚合物的体积平均粒径比无机颗粒层的厚度大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学元件用功能层、带电化学元件用功能层的间隔件及电化学元件
本专利技术涉及电化学元件用功能层、带电化学元件用功能层的间隔件及电化学元件。
技术介绍
锂离子二次电池、双电层电容器等电化学元件具有小型、轻质且能量密度高、还能够反复充放电的特性，已在广泛的用途中使用。在此，例如锂离子二次电池通常具有正极、负极以及将正极和负极隔离而防止正极和负极之间短路的间隔件等电池构件。而且，近年来，以锂二次电池的进一步高性能化为目的，正在研究间隔件的进一步的改良。具体而言，例如在专利文献1中，提出了在间隔件基材上形成含有非导电性颗粒和粘结剂的耐热层、并在该耐热层上进一步设置含有规定的颗粒状聚合物的粘接剂层而成的间隔件。而且，在专利文献1中，报告了通过使用在耐热层上具有粘接剂层的间隔件，可使间隔件与电极良好地粘接而提高二次电池的电池特性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/151144号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，具有耐热层和粘接剂层的上述现有的间隔件在制造时需要依次实施在间隔件基材上形成耐热层和在耐热层上形成粘接剂层，制造工序繁杂。因此，对于这样的问题，考虑例如代替分别设置的耐热层和粘接剂层而在间隔件基材形成能够同时显现耐热性和粘接性的单一的层(以下将这样的层称为“功能层”)，由此简化间隔件的制造工序、提高生产率。因此，本专利技术人着眼于：如果使用包含有助于耐热性的成分和有助于粘接性的成分的组合物，则可以在得到的功能层中同时显现耐热性和粘接性。然而，本专利技术人进行了研究，结果发现，使用将有助于耐热性的成分和有助于粘接性的成分单纯混合而成的组合物形成的功能层在电化学元件的制造工序中，构件彼此的粘接性(以下也称为“工序粘接性”)不充分。此外，发现了耐热性与粘接性存在此消彼长(trade-off)的关系，因此难以形成可确保充分的粘接性的同时可发挥优异的耐热性的功能层。进而，使用功能层制造的电化学元件要求在制造电化学元件时的电解液的注液性(以下称为“电解液注液性”)良好。因此，本专利技术目的在于提供涉及工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层的技术。用于解决问题的方案本专利技术人为了实现上述目的，进行了深入研究。而且，本专利技术人发现，如果(i)制成包含无机颗粒和具有规定的体积平均粒径的颗粒状聚合物的电化学元件功能层(以下也仅称为“功能层”)；(ii)在俯视该功能层的表面时，使上述无机颗粒在每单位面积的该功能层的表面所占的面积的比例为规定的比例；(iii)使上述颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含上述无机颗粒的无机颗粒层的厚度大，则可得到工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层，从而完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的电化学元件用功能层的特征在于，其包含无机颗粒和颗粒状聚合物，在俯视上述电化学元件用功能层的表面时，上述无机颗粒在每单位面积的上述电化学元件用功能层的表面所占的面积的比例超过90％，上述颗粒状聚合物的体积平均粒径为1.0μm以上且10.0μm以下，且上述颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含上述无机颗粒的无机颗粒层的厚度大。通过像这样(i)制成包含无机颗粒和体积平均粒径为1.0μm以上且10.0μm以下的颗粒状聚合物的功能层；(ii)在俯视功能层的表面时，无机颗粒在每单位面积的功能层的表面所占的面积(以下也称为“无机颗粒的占有面积”)的比例超过90％；(iii)颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含无机颗粒的无机颗粒层的厚度大，能够制成工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层。另外，在本专利技术中，“体积平均粒径”、“无机颗粒的占有面积”及“无机颗粒层的厚度”能够通过本说明书的实施例记载的方法测定。在此，本专利技术的电化学元件用功能层优选上述无机颗粒与上述颗粒状聚合物的混合比率以体积比计为95∶5～55∶45。如果无机颗粒与颗粒状聚合物的混合比率以体积比计在上述范围内，则功能层中的耐热性与粘接性的平衡良好。而且，本专利技术的电化学元件用功能层优选满足下述1)或2)：1)上述颗粒状聚合物的玻璃化转变温度为15℃以上且90℃以下；2)上述颗粒状聚合物的熔点为50℃以上。如果颗粒状聚合物的玻璃化转变温度在上述范围内，则能够确保良好的粘接性并抑制功能层的粘连。此外，如果颗粒状聚合物的熔点为50℃以上，则即使在颗粒状聚合物包含结晶性高分子聚合物的情况下，也能够确保功能层的良好的粘接性。另外，在本专利技术中，“玻璃化转变温度”和“熔点”能够使用本说明书的实施例记载的方法测定。进而，本专利技术的电化学元件用功能层优选上述颗粒状聚合物的电解液溶胀度为1倍以上且15倍以下。如果颗粒状聚合物的电解液溶胀度在上述范围内，则能够使功能层在电解液中的粘接力牢固，并且能够使具有功能层的电化学元件的电化学特性提高。另外，在本专利技术中，“电解液溶胀度”能够使用本说明书的实施例记载的方法测定。而且，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的带电化学元件用功能层的间隔件的特征在于，在间隔件基材上具有上述的任一种电化学元件用功能层。由此能够提供具有工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的功能层的间隔件。此外，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的电化学元件的特征在于具有上述的带电化学元件用功能层的间隔件。通过像这样具有本专利技术的带电化学元件用功能层的间隔件，能够提供可以发挥优异的电化学特性的电化学元件。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层。此外，根据本专利技术，能够提供一种具有工序粘接性和耐热性优异、且可以使电解液注液性良好的电化学元件用功能层的带电化学元件用功能层的间隔件。进而，根据本专利技术，能够提供一种可发挥优异的电化学特性的电化学元件。附图说明图1是示意性地示出俯视本专利技术的电化学元件用功能层的表面时的、电化学元件用功能层的结构的一个例子的平面图。图2是示意性地示出本专利技术的电化学元件用功能层的一个例子的剖面图。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。在此，本专利技术的电化学元件用功能层能够在使电化学元件的构件彼此粘接时使用。此外，本专利技术的带电化学元件用功能层的间隔件能够使用本专利技术的电化学元件用功能层制作。而且，本专利技术的电化学元件是至少具有本专利技术的带电化学元件用功能层的间隔件的电化学元件。(电化学元件用功能层)本专利技术的功能层(i)包含无机颗粒和具有规定的体积平均粒径的颗粒状聚合物，还可以任意地包含粘结材料。而且，本专利技术的功能层的特征在于，(ii)在俯视功能层的表面时，无机颗粒在每单位面积的功能层的表面所占的面积的比例(无机颗粒的占有面积)为规定的比例；(iii)颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含无机颗粒的无机颗粒层的厚度大。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学元件用功能层，其包含无机颗粒和颗粒状聚合物，/n在俯视所述电化学元件用功能层的表面时，所述无机颗粒在每单位面积的所述电化学元件用功能层的表面所占的面积的比例超过90％，/n所述颗粒状聚合物的体积平均粒径为1.0μm以上且10.0μm以下，且所述颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含所述无机颗粒的无机颗粒层的厚度大。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190228 JP 2019-0369801.一种电化学元件用功能层，其包含无机颗粒和颗粒状聚合物，
在俯视所述电化学元件用功能层的表面时，所述无机颗粒在每单位面积的所述电化学元件用功能层的表面所占的面积的比例超过90％，
所述颗粒状聚合物的体积平均粒径为1.0μm以上且10.0μm以下，且所述颗粒状聚合物的体积平均粒径比包含所述无机颗粒的无机颗粒层的厚度大。


2.根据权利要求1所述的电化学元件用功能层，其中，所述无机颗粒与所述颗粒状聚合物的混合比率以体积比计为95∶5～55∶45。

【专利技术属性】
技术研发人员：田中庆一朗，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP